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Fe,V共掺杂TiO2催化剂的合成、表征及其性能研究

作 者: 谢丽珊
导 师: 颜桂炀
学 校: 福建师范大学
专 业: 应用化学
关键词: 共沉淀法 改性TiO2 亚甲基蓝 吸附 光催化性能 表征
分类号: O614.411
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


本论文通过不同方法合成系列单组分掺杂、双组分共掺杂的改性纳米TiO2,探讨了不同制备条件(钛源、不同掺杂元素、掺杂比例、焙烧温度)和不同反应条件(催化剂用量、反应体系酸度、光催化)对染料脱色率的影响。采用XRD、TG-DTG、FT-IR、SEM、EDS、BET、UV-Vis DRS、XRF、TEM、XPS、ESR、ICP等现代测试手段对所制备催化剂的理化性能进行详细表征与分析。实验结果表明,以四氯化钛为钛源,通过共沉淀法制备的掺杂改性纳米Ti02具有高效的吸附性能,在接近吸附饱和后还表现出一定的可见光光催化活性。其中,共掺杂Fe-V-TiO2(Ti:Fe:V物质的量比为1:0.15:0.3,400℃焙烧2 h)具有最佳的吸附性能,60 min内对100 ppm亚甲基蓝溶液(催化剂用量为1.50g/L,反应体系酸度为中性)的脱色率可达99.01%,8h后矿化率可达89.56%;可使实际印染废水的COD由1938 mg/L降为899.56 mg/L,有效降解了废水中的污染物。表征结果表明,共掺杂的样品比表面积增大,有效拓展了Ti02在可见光范围的响应;样品在溶液中可产生较多的超氧自由基,表现出较强的氧化能力;铁物种以Fe3+的形态存在,钒物种以V5+的形态存在,且处理后溶液中钒离子浓度远小于GB 3838-2000的最高浓度,表明该类共掺杂改性催化剂具有重要的实际应用意义。

全文目录


摘要  2-3Abstract  3-4中文文摘  4-6目录  6-8绪论  8-24第1章 实验部分  24-34  1.1 试剂与仪器  24-25  1.2 催化剂的合成  25-26  1.3 脱色率分析  26  1.4 光催化性能评价  26-27  1.5 矿化率分析  27-28  1.6 化学需氧量  28-29  1.7 催化剂表征  29-34第2章 催化剂的性能评价  34-48  2.1 单组分掺杂  34-39  2.2 双组分掺杂  39-44  2.3 矿化率和化学需氧量分析  44-45  2.4 小结  45-48第3章 催化剂的理化性能表征  48-62  3.1 X-射线粉末衍射(XRO)  48-49  3.2 热重分析(TG-DTG)  49-50  3.3 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)  50-51  3.4 电子扫描电镜(SEM)和元素分析(EDS)  51-52  3.5 比表面积(BET)  52  3.6 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)  52-53  3.7 X射线荧光光谱(XRF)  53  3.8 透射电子显微镜(TEM)  53-54  3.9 X射线光电子能谱法(XPS)  54-58  3.10 电子自旋共振(ESR)  58-60  3.11 电感耦合等离子光谱法(ICP)  60  3.12 小结  60-62第4章 结论  62-64参考文献  64-76攻读学位期间承担的科研任务与主要成果  76-78致谢  78-80个人简历  80-81

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学(理论化学)、化学物理学 > 化学动力学、催化作用 > 催化 > 催化剂
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